专题六 机械效率的计算 同步讲义2024-2025学年人教版八年级物理下册（有答案）
文档属性
| 名称 | 专题六 机械效率的计算 同步讲义2024-2025学年人教版八年级物理下册（有答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 136.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-20 15:37:19 | ||
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文档简介
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专题六 机械效率的计算
专题解读
机械效率的计算是本章的重点，也是期末考试和中考的重点。其中，考查滑轮或滑轮组机械效率的计算的频率最高，杠杆的机械效率的计算也时常考查。各类题目的解题方法归纳如下：
一、滑轮或滑轮组机械效率的计算
1.利用滑轮或滑轮组竖直提升物体时机械效率的计算
先将物体的重力G、物体升高的高度h、承担物重的绳子股数n(判断物重由几股绳子承担，就是直接数有几股绳子拉着动滑轮)、绳子自由端移动的距离s(s=nh)和拉力 F[若拉力 F未知，但已知动滑轮的重力G动，且不计绳重、摩擦，则可用F= 计算出拉力F]标在图上。再根据以下三步求解：
2.利用滑轮或滑轮组水平拉物体时机械效率的计算
先将物体与水平面之间的摩擦力f、物体移动的距离s物、承担摩擦力的绳子股数n、绳子自由端移动的距离. 和拉力 F标在图上。再根据以下三步求解：
二、杠杆的机械效率的计算
先将物体的重力G、物体被提升的高度h、施加在杠杆上的动力 F 和动力作用点移动的距离s标在图上。再根据以下三步求解：
专题突破
类型一 滑轮或滑轮组机械效率的计算
例1 明代工人在建造故宫时，利用道路冰面洒热水充当润滑剂来实现巨石的滚运。在泼热水的冰面上，只需要 的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动，巨石受到的摩擦力约为 N。若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石，拉力 F为2×10 /N时，滑轮的机械效率是 。
例2工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，机械中摩擦力及绳重忽略不计。
(1)从图乙中看出，建材重400 N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少
(2)若工人在1min内将500 N的建材以0.4m/s的速度匀速竖直向上拉升一定的高度，求工人拉力的功率；
(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大
类型二 杠杆的机械效率的计算
例3如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 N，测力计上升的高度s为0.2m,物块重 G 为1.5N,物块上升的高度 h为0.3m，则杠杆的机械效率为 。在竖直向上匀速拉动弹簧测力计的过程中，力F 对O 点的力臂 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
例4 如图，使用杠杆提升重物，拉力F竖直向下，重物匀速缓慢上升，数据如表：
物重G/N 拉力F/N 时间t/s A 端上升的竖直距 离h/m B端下降的竖直距离s/m
200 500 0.5 0.4 0.2
求：(1)拉力做功的功率；
(2)此过程中，该杠杆的机械效率。
专题集训
1.如图所示，用动滑轮将重为10 N的物体竖直向上匀速提升0.2m，拉力为6N，所用时间为10s，此过程中 ( )
A.克服物体重力做功为1.2J
B.拉力的功率为0.24 W
C.动滑轮的机械效率为60%
D.若匀速提升重为20 N的物体，则该动滑轮的机械效率减小
2.如图所示，用滑轮组拉着质量为50kg的物体A在10s内匀速直线运动了4m，已知水平拉力F=40N，物体A运动时受到地面的阻力是物体重力的0.2倍，则拉力端运动的速度为 m/s，滑轮组的机械效率为 %(结果保留一位小数)。(g取10 N/ kg)
3.如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200 N，抬起车把的力 F=500 N，则此杠杆的机械效率为 。
4.如图所示，一根质量分布均匀的细木棒OC，OC=4OA,B为OC 的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦。提升该物体做的有用功是 J，总功 J，木棒重为 N。
5.如图所示，质量为50kg的小龙站在水平高台上，通过滑轮组竖直向上匀速提升重为600 N的物体。已知小龙对绳的拉力F为250 N，物体在10s内上升了1m，假设整个拉动过程中拉力方向始终竖直向上，不计绳重和摩擦，求：(g取10 N/ kg)
(1)物体克服重力做功多少
(2)此时滑轮组的机械效率为多少
(3)若小龙用该滑轮组提升重物的最大机械效率为90%，求滑轮组机械效率最大时，小龙对水平台的压力。
6.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图象如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求：
(1)若工人用200 N 的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人所做的功；
(2)当所运送建材的重为400 N时，工人作用在绳子上的拉力；
(3)当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
7.2022年4月，中国造出全球最大龙门吊——“宏海号”龙门吊，一次起重2万吨，再创世界纪录，如图甲所示。物理课上小李同学在老师的指导下用如图乙所示的滑轮组模拟龙门吊提升重物，已知小李质量为60kg，他用100N的拉力沿竖直方向将225N的物体匀速提升了1m。不计绳重和摩擦,求:(g取10 N/ kg)
(1)拉力所做的功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)小李同学用此滑轮组可提升物体的最大质量。
8.如图所示，沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40N，升高的高度为0.5m,AB的长度为1m,求:(g取10 N/ kg)
(1)拉力做的有用功；
(2)斜面的机械效率；
(3)物体受到的摩擦力。
9.有一块长5m 的木板，现用它做一个斜面，已知斜面与水平面夹角为30°，物体重450 N，现将这个物体沿斜面推到高2m的位置，斜面的机械效率为75%。求:
(提示：在直角三角形中，如果一个锐角等于30°，那么它所对的直角边等于斜边的一半)
(1)推力做的有用功；
(2)推力大小；
(3)物体受斜面的阻力。
专题六 机械效率的计算
【专题突破】类型一:例1:2.4×10 60% 例2:(1)400N(2)360W (3)600N 类型二:例3:2.5 90% 变小例4:(1)200 W (2)80%
【专题集训】1. B 2.1.2 83.3 3.省力 80% 4.36 4010 5.(1)600J (2)80% (3)1000 N 6.(1)2400J(2)400N (3)1600N 7.(1)300J (2)75%(3)172.5kg 8.(1)30J (2)75% (3)10N9.(1)900 J (2)300N (3)75 N
专题六 机械效率的计算
专题解读
机械效率的计算是本章的重点，也是期末考试和中考的重点。其中，考查滑轮或滑轮组机械效率的计算的频率最高，杠杆的机械效率的计算也时常考查。各类题目的解题方法归纳如下：
一、滑轮或滑轮组机械效率的计算
1.利用滑轮或滑轮组竖直提升物体时机械效率的计算
先将物体的重力G、物体升高的高度h、承担物重的绳子股数n(判断物重由几股绳子承担，就是直接数有几股绳子拉着动滑轮)、绳子自由端移动的距离s(s=nh)和拉力 F[若拉力 F未知，但已知动滑轮的重力G动，且不计绳重、摩擦，则可用F= 计算出拉力F]标在图上。再根据以下三步求解：
2.利用滑轮或滑轮组水平拉物体时机械效率的计算
先将物体与水平面之间的摩擦力f、物体移动的距离s物、承担摩擦力的绳子股数n、绳子自由端移动的距离. 和拉力 F标在图上。再根据以下三步求解：
二、杠杆的机械效率的计算
先将物体的重力G、物体被提升的高度h、施加在杠杆上的动力 F 和动力作用点移动的距离s标在图上。再根据以下三步求解：
专题突破
类型一 滑轮或滑轮组机械效率的计算
例1 明代工人在建造故宫时，利用道路冰面洒热水充当润滑剂来实现巨石的滚运。在泼热水的冰面上，只需要 的水平力就可以拉着一块质量约百吨的巨石匀速运动，巨石受到的摩擦力约为 N。若使用如图所示的滑轮来拉动相同情形下的同一块巨石，拉力 F为2×10 /N时，滑轮的机械效率是 。
例2工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重力变化的图象如图乙所示，机械中摩擦力及绳重忽略不计。
(1)从图乙中看出，建材重400 N时，滑轮组的机械效率为50%，则动滑轮重为多少
(2)若工人在1min内将500 N的建材以0.4m/s的速度匀速竖直向上拉升一定的高度，求工人拉力的功率；
(3)当滑轮组的机械效率为60%时，运送建材的重力是多大
类型二 杠杆的机械效率的计算
例3如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB 下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 N，测力计上升的高度s为0.2m,物块重 G 为1.5N,物块上升的高度 h为0.3m，则杠杆的机械效率为 。在竖直向上匀速拉动弹簧测力计的过程中，力F 对O 点的力臂 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
例4 如图，使用杠杆提升重物，拉力F竖直向下，重物匀速缓慢上升，数据如表：
物重G/N 拉力F/N 时间t/s A 端上升的竖直距 离h/m B端下降的竖直距离s/m
200 500 0.5 0.4 0.2
求：(1)拉力做功的功率；
(2)此过程中，该杠杆的机械效率。
专题集训
1.如图所示，用动滑轮将重为10 N的物体竖直向上匀速提升0.2m，拉力为6N，所用时间为10s，此过程中 ( )
A.克服物体重力做功为1.2J
B.拉力的功率为0.24 W
C.动滑轮的机械效率为60%
D.若匀速提升重为20 N的物体，则该动滑轮的机械效率减小
2.如图所示，用滑轮组拉着质量为50kg的物体A在10s内匀速直线运动了4m，已知水平拉力F=40N，物体A运动时受到地面的阻力是物体重力的0.2倍，则拉力端运动的速度为 m/s，滑轮组的机械效率为 %(结果保留一位小数)。(g取10 N/ kg)
3.如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；若动力臂是阻力臂的3倍，物体和车总重G为1200 N，抬起车把的力 F=500 N，则此杠杆的机械效率为 。
4.如图所示，一根质量分布均匀的细木棒OC，OC=4OA,B为OC 的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，不计摩擦。提升该物体做的有用功是 J，总功 J，木棒重为 N。
5.如图所示，质量为50kg的小龙站在水平高台上，通过滑轮组竖直向上匀速提升重为600 N的物体。已知小龙对绳的拉力F为250 N，物体在10s内上升了1m，假设整个拉动过程中拉力方向始终竖直向上，不计绳重和摩擦，求：(g取10 N/ kg)
(1)物体克服重力做功多少
(2)此时滑轮组的机械效率为多少
(3)若小龙用该滑轮组提升重物的最大机械效率为90%，求滑轮组机械效率最大时，小龙对水平台的压力。
6.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼，每次运送量不定。滑轮组的机械效率随重力不同的建材变化的图象如图乙所示，滑轮与钢绳间的摩擦力及箱子和绳重忽略不计。求：
(1)若工人用200 N 的拉力，将建材匀速竖直向上提升了6m，工人所做的功；
(2)当所运送建材的重为400 N时，工人作用在绳子上的拉力；
(3)当滑轮组的机械效率为80%时，所运送建材受到的重力。
7.2022年4月，中国造出全球最大龙门吊——“宏海号”龙门吊，一次起重2万吨，再创世界纪录，如图甲所示。物理课上小李同学在老师的指导下用如图乙所示的滑轮组模拟龙门吊提升重物，已知小李质量为60kg，他用100N的拉力沿竖直方向将225N的物体匀速提升了1m。不计绳重和摩擦,求:(g取10 N/ kg)
(1)拉力所做的功；
(2)滑轮组的机械效率；
(3)小李同学用此滑轮组可提升物体的最大质量。
8.如图所示，沿斜面将一个质量为6kg的物体匀速由A点拉到B点的拉力为40N，升高的高度为0.5m,AB的长度为1m,求:(g取10 N/ kg)
(1)拉力做的有用功；
(2)斜面的机械效率；
(3)物体受到的摩擦力。
9.有一块长5m 的木板，现用它做一个斜面，已知斜面与水平面夹角为30°，物体重450 N，现将这个物体沿斜面推到高2m的位置，斜面的机械效率为75%。求:
(提示：在直角三角形中，如果一个锐角等于30°，那么它所对的直角边等于斜边的一半)
(1)推力做的有用功；
(2)推力大小；
(3)物体受斜面的阻力。
专题六 机械效率的计算
【专题突破】类型一:例1:2.4×10 60% 例2:(1)400N(2)360W (3)600N 类型二:例3:2.5 90% 变小例4:(1)200 W (2)80%
【专题集训】1. B 2.1.2 83.3 3.省力 80% 4.36 4010 5.(1)600J (2)80% (3)1000 N 6.(1)2400J(2)400N (3)1600N 7.(1)300J (2)75%(3)172.5kg 8.(1)30J (2)75% (3)10N9.(1)900 J (2)300N (3)75 N